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DE19608354A1 - Biodegradable polymer inclusion compounds of renewable raw material with good, variable mechanical properties - Google Patents

Biodegradable polymer inclusion compounds of renewable raw material with good, variable mechanical properties

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Publication number
DE19608354A1
DE19608354A1 DE19608354A DE19608354A DE19608354A1 DE 19608354 A1 DE19608354 A1 DE 19608354A1 DE 19608354 A DE19608354 A DE 19608354A DE 19608354 A DE19608354 A DE 19608354A DE 19608354 A1 DE19608354 A1 DE 19608354A1
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DE
Germany
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molecules
inclusion compounds
host
guest
guest molecules
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19608354A
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German (de)
Inventor
Gerhard Prof Dr Wenz
Marc B Dr Steinbrunn
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Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Original Assignee
Universitaet Karlsruhe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of DE19608354A1 publication Critical patent/DE19608354A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Abstract

The polymer inclusion compounds (I) have host molecules (II) of natural or chemically modified amylose and guest molecules (III) that consist of polymers of monomers which convert the host molecules into a canal structure and polymerise in this canal structure. Also claimed are copolymers containing (I).

Description

Die Erfindung betrifft polymere Einschlußverbindungen aus Wirts- und Gastmolekülen sowie Verfahren zu deren Herstellung. Es gibt seit längerem Bemühungen, neue polymere Werkstoffe zu entwickeln, die sowohl auf nachwachsenden Rohstoffen basieren, als auch nach Gebrauch wieder leicht biologisch abbaubar sind. Die Vorteile solcher Werkstoffe liegen darin, daß der Anbau der erforderlichen pflanzlichen Rohstoffe eine Alternative für die Landwirtschaft darstellt und die Produktion und Entsorgung solcher Werkstoffe CO₂-neutral und somit umweltfreundlich ist. Bei guten Materialeigenschaften lassen solche Werkstoffe gute Marktchancen erwarten. Gute Materialeigenschaften bedeutet in diesem Zusammenhang, daß der Werkstoff zum einen einfach, bevorzugt thermoplastisch, verarbeitbar ist, zum anderen eine ausreichende Festigkeit und Formbeständigkeit aufweist. Um dieses Ziel zu erreichen, werden beispielsweise zwei oder mehrere verschiedene Polymere miteinander kombiniert. Dabei kann eines oder auch alle verwendeten Polymere auf nachwachsenden Rohstoffen basieren. So wird in PCT/EP92/00959 ein Compositwerkstoff beschrieben, der aus Stärke und Polyestern durch Coextruktion hergestellt wird. Es werden Polyester mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen je Monomereinheit, deren Copolymere untereinander und deren Copolymere mit Polyurethanen, Polyamid-polyurethanen, Polyamiden, Polyesteramiden, Cellulose, Amylose, Stärke, Polyethern, Polyvinylpyrrolidonen und Polyacrylaten beschrieben. Die Herstellung des Werkstoffs erfolgt durch Coextruktion der beiden Polymere und eventueller Hilfsstoffe in handelsüblichen Extrudern. Damit lassen sich Werkstoffe herstellen, die Anwendungen als Fasern, Folien, Filme und Werkstücke finden können. Die Grenzen der Anwendbarkeit werden durch die Materialeigenschaften des Composits gesetzt. The invention relates to polymeric inclusion compounds from host and Guest molecules and processes for their production. There has been for a long time Efforts to develop new polymeric materials based on both renewable raw materials, as well as easily after use are biodegradable. The advantages of such materials are that Growing the necessary vegetable raw materials an alternative for the Agriculture represents and the production and disposal of such materials Is CO₂ neutral and therefore environmentally friendly. With good material properties such materials offer good market opportunities. Quality Material properties in this context means that the material is simple, preferably thermoplastic, processable, on the other hand has sufficient strength and dimensional stability. To achieve this goal achieve, for example, two or more different polymers combined with each other. One or all of the polymers used can be used based on renewable raw materials. So is in PCT / EP92 / 00959 Composite material described which consists of starch and polyester Coextrusion is produced. There are polyester with 2 to 22 Carbon atoms per monomer unit, their copolymers with one another and their copolymers with polyurethanes, polyamide polyurethanes, polyamides, Polyester amides, cellulose, amylose, starch, polyethers, polyvinylpyrrolidones and polyacrylates. The material is manufactured by Coextrusion of the two polymers and any auxiliaries in commercially available Extruding. It can be used to manufacture materials that are used as Fibers, foils, films and workpieces can be found. The limits of Applicability is determined by the material properties of the composite.  

Wie bei allen Polymermischungen, so tritt auch bei der Coextrusion von Stärke oder ihren Derivaten mit den genannten Polymeren das Problem der Entmischung auf. Das bedeutet, daß sich die einzelnen Komponenten in mikroskopische oder makroskopische Domänenstrukturen auftrennen. Dies führt zu einer Herabsetzung der mechanischen Festigkeit (Versprödung, geringe Biegeelastizität) des Materials.As with all polymer blends, so does the coextrusion of starch or their derivatives with the polymers mentioned the problem of Segregation on. This means that the individual components are in Separate microscopic or macroscopic domain structures. this leads to to a reduction in mechanical strength (embrittlement, low Bending elasticity) of the material.

In der PCT/EP92/00959 wird versucht, diese Schwierigkeiten zu umgehen, indem zum einen die Stärke mit Copolymeren umgesetzt, zum anderen das Gefüge durch Zusatz von monomeren Dispergatoren versucht wird zu homogenisieren. Diese Vorgehensweise führt jedoch zu einem hohen synthetischen Aufwand, da zuerst Copolymere hergestellt werden müssen und bei der Extrusion monomere Hilfsstoffe in exakt definierter Menge zugegeben werden müssen. Dadurch werden diese Werkstoffe stark verteuert und ihre Vermarktung erschwert.PCT / EP92 / 00959 tries to avoid these difficulties, by reacting starch with copolymers on the one hand and Structure is tried by adding monomeric dispersants too homogenize. However, this approach leads to a high one synthetic effort, since copolymers have to be prepared first and During the extrusion, monomeric auxiliaries are added in a precisely defined amount Need to become. This makes these materials very expensive and theirs Marketing difficult.

In der JP 52121096 ist die Bildung von Einschlußverbindungen aus Cyclodextrinringen mit α-ω-Diaminen und deren anschließende Veresterung mit α-ω-Dicarbonsäurechlonden zu Polyamiden des A-B-Typs beschrieben. Cyclodextrine sind zyklische Oligomere der Amylose und bestehen aus 6, 7 oder 8 Glucosebausteinen (α,β,γ Cyclodextrin) [G. Wenz, Angew. Chem. 1994, 106, 851-870; Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 33, 803-822]. Die Polymerisation wird dabei als Grenzflächenreaktion an einer Wasser-Chloroform-Grenzfläche durchgeführt. Die Polymerkette kann nach diesem Verfahren zu maximal 50% mit Cyclodextrinringen belegt werden. Probleme bei einer möglichen Nutzung dieses Verfahrens bereitet zum einen der relativ hohe Preis der Säurechloride, zum anderen ist der Einsatz großer Mengen halogenierter Lösungsmittel aus wirtschaftlichen und umwelttechnischen Gesichtspunkten heraus nicht vertretbar, da durch sie die umweltfreundlichen Eigenschaften biologisch abbaubarer Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen wieder zunichte gemacht werden. JP 52121096 describes the formation of inclusion compounds Cyclodextrin rings with α-ω-diamines and their subsequent esterification with α-ω-dicarboxylic acid chlorides to polyamides of the A-B type described. Cyclodextrins are cyclic oligomers of amylose and consist of 6, 7 or 8 glucose units (α, β, γ cyclodextrin) [G. Wenz, Angew. Chem. 1994, 106, 851-870; Appl. Chem. Int. Ed. Engl., 33, 803-822]. The polymerization will thereby as an interface reaction at a water-chloroform interface carried out. According to this process, the polymer chain can contain up to 50% be covered with cyclodextrin rings. Problems with possible use this process prepares the relatively high price of acid chlorides, on the other hand, the use of large amounts of halogenated solvents is over economic and environmental aspects justifiable because of the biological properties that are environmentally friendly degradable polymers from renewable raw materials be made.  

Weitere Untersuchungen zu polymeren Einschlußverbindungen wurden von Harada, Gibson und Wenz vorgenommen. Erste systematische Untersuchungen über polymere Einschlußverbindungen befaßten sich mit der Wechselwirkung von Cyclodextrinen und wasserlöslichen Polymeren. So wurde von Harada et al. das Auffädeln von α-Cyclodextrin auf Poly(ethylenglycol) und Poly(trimethylenoxid) von β-Cyclodextrin auf Polypropylenoxid und von γ- Cyclodextrin auf Poly-(methylvinylether) nachgewiesen [A. Harada, J. Li, M. Kamachi, Macromolecules 1993, 26, 5698-5703]. Auch nahezu wasserunlösliche Polymere wie Poly(isobuten) konnten durch Ultrabeschallen in Cyclodextrine eingeschlossen werden [A. Harada, J. Li, S. Suzuki, M. Kamachi, Macromolecules 1993, 26, 5267-5268]. Offensichtlich werden nur dann polymere Einschlußverbindungen gebildet, wenn das Polymere von der Dicke her genau ins Innere des Cyclodextrins paßt. Außerdem bleibt die Bildung dieser Einschlußverbindungen bei kurzen (Pn < 10) und sehr langen Polymerketten (Pn <100) aus. Alle diese Polymer-Einschlußverbindungen sind in Wasser und den meisten organischen Lösungsmitteln unlöslich. Sie lösen sich nur unter Dissoziation in stark polaren Lösungsmitteln wie DMSO. Die ersten löslichen polymeren Cyclodextrin-Einschlußverbindungen wurden von Wenz und Keller aus Poly-(iminooligomethylenen) oder Ionen erhalten [G. Wenz, B. Keller, Angew. Chem. 1992,104, 201-204; Angew. Chem. Int. Ed. EngL, 31,197-199]. Damit konnte erstmals die Kinetik des Auf- und Abfädelns der Cyclodextrinringe auf Polyaminketten quantitativ untersucht werden. Der Belegungsgrad der Kette lag je nach Konzentration bei 0.2-0.8 Ringen pro Wiederholeinheit. Dieses Verfahren zur Herstellung löslicher polymerer Einschlußverbindungen blieb jedoch auf relativ wenige Polymere beschränkt, da mehrere strukturelle Anforderungen durch das Polymere (hohe Wasserlöslichkeit, hydrophobe Bindungsstellen, geringe Dicke) erfüllt werden müssen. Allen diesen Verfahren ist jedoch gemeinsam, daß sie von einem Polymeren ausgehen, das mit Cyclodextrinringen belegt wird. Further studies on polymeric inclusion compounds have been made by Harada, Gibson and Wenz. The first systematic studies on polymeric inclusion compounds dealt with the interaction of cyclodextrins and water-soluble polymers. For example, Harada et al. the threading of α-cyclodextrin on poly (ethylene glycol) and poly (trimethylene oxide) of β-cyclodextrin on polypropylene oxide and of γ-cyclodextrin on poly (methyl vinyl ether) have been demonstrated [A. Harada, J. Li, M. Kamachi, Macromolecules 1993, 26, 5698-5703]. Almost water-insoluble polymers such as poly (isobutene) could also be enclosed in cyclodextrins by ultrasonication [A. Harada, J. Li, S. Suzuki, M. Kamachi, Macromolecules 1993, 26, 5267-5268]. Obviously, polymeric inclusion compounds are only formed if the thickness of the polymer fits exactly inside the cyclodextrin. In addition, the formation of these inclusion compounds does not occur with short (P n <10) and very long polymer chains (P n <100). All of these polymer inclusion compounds are insoluble in water and most organic solvents. They dissolve only in dissociation in strongly polar solvents like DMSO. The first soluble polymeric cyclodextrin inclusion compounds were obtained from Wenz and Keller from poly (iminooligomethylenes) or ions [G. Wenz, B. Keller, Angew. Chem. 1992, 104, 201-204; Appl. Chem. Int. Ed. EngL, 31, 197-199]. This was the first time to quantitatively investigate the kinetics of threading the cyclodextrin rings onto polyamine chains. Depending on the concentration, the degree of occupancy of the chain was 0.2-0.8 rings per repetition unit. However, this process for the production of soluble polymeric inclusion compounds remained limited to relatively few polymers, since several structural requirements must be met by the polymer (high water solubility, hydrophobic binding sites, small thickness). However, all these processes have in common that they start from a polymer which is coated with cyclodextrin rings.

Die Polymerisation von Monomeren in Wirtkristallen (Clathraten) wurde zwar bereits mehrfach beschrieben, jedoch wurden immer niedermolekulare nicht ringförmige Moleküle wie Harnstoff, Thioharnstoff, Deoxycholsäure [M. Miyata, Y. Kitahara, K. Takemoto, Polymer J. 1981, 13, 111-113] oder Perhydrotriphenylen [M. Farina, U. Pedretti, M. T. Gramegna, G. Audisio, Macromolecules 1970, 3, 475-480] als Matrizes verwendet. In diesen wurden Monomere wie Butadien und dessen Derivate radikalisch polymerisiert. Beim Lösen der Polymeren zerfällt die supramolekulare Struktur.The polymerization of monomers in host crystals (clathrates) was indeed has already been described several times, but always low molecular weight was not annular molecules such as urea, thiourea, deoxycholic acid [M. Miyata, Y. Kitahara, K. Takemoto, Polymer J. 1981, 13, 111-113] or Perhydrotriphenyls [M. Farina, U. Pedretti, M. T. Gramegna, G. Audisio, Macromolecules 1970, 3, 475-480] used as matrices. In these were Monomers such as butadiene and its derivatives are radically polymerized. At the Dissolving the polymers disintegrates the supramolecular structure.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen polymeren Werkstoff bereitzustellen, der die genannten Nachteile vermeidet, der also auf Rohstoffen basiert, die aus natürlichen Resourcen, vorzugsweise aus Ackerpflanzen, gewonnen werden können, dessen Herstellung möglichst einfach, ohne Verwendung schwer zu entsorgender Lösungsmittel ist und der eine hohe Festigkeit besitzt.The object of the present invention is a polymeric material To provide, which avoids the disadvantages mentioned, that is, on raw materials based on natural resources, preferably arable plants, can be obtained, the production of which is as simple as possible without Solvent is difficult to dispose of and is a high one Possesses strength.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Verfahren bereitgestellt wird zur Herstellung von polymeren Einschlußverbindungen aus cyclischen oder cyclisierbaren Wirtsmolekülen und polymerisierbaren Gastmolekülen. Die Wirtsmoleküle können aus nativer oder chemisch umgewandelter Amylose oder Cyclodextrinen, die Gastmoleküle aus Polymeren von Monomeren bestehen, die die Wirtsmoleküle in eine kristalline Kanalstruktur überführen und innerhalb dieser Kanalstruktur polymerisieren.This object is achieved in that a method is provided for Preparation of polymeric inclusion compounds from cyclic or cyclizable host molecules and polymerizable guest molecules. The Host molecules can be made from native or chemically converted amylose or Cyclodextrins, which are guest molecules made from polymers of monomers that convert the host molecules into a crystalline channel structure and within polymerize this channel structure.

Unter Wirtsmolekülen werden hier Moleküle verstanden, die dreidimensionale Strukturen, beispielsweise Helixstrukturen ausbilden können, deren Hohlräume von den Gastmolekülen eingenommen werden können. Im folgenden werden diese dreidimensionalen Strukturen als Kanalstrukturen bezeichnet. Wirtsmoleküle können beispielsweise α-, β- oder γ-Cyclodextrine oder Stärke sein. Allgemeiner gesprochen bestehen die Wirtsmoleküle aus nativer oder chemisch veränderter Amylose. Polymerisierbare Gastmoleküle können beispielsweise Polyamide sein, insbesondere lineare, verzweigte oder cyclische ω-Aminocarbonsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, die auch Doppelbindungen enthalten können. Weiterhin kommen als Gastmoleküle lineare, verzweigte oder cyclische α,ω-Dicarbonsäuren und/oder α,ω-Diamine mit je 6 bis 22 Kohlenstoffatomen in Frage.Here host molecules are understood to be molecules, the three-dimensional ones Structures, for example helical structures, can form their cavities can be taken by the guest molecules. The following will be these three-dimensional structures are called channel structures. Host molecules can be, for example, α-, β- or γ-cyclodextrins or starch be. More generally speaking, the host molecules consist of native or chemically modified amylose. Polymerizable guest molecules can  be, for example, polyamides, in particular linear, branched or cyclic ω-aminocarboxylic acids with 6 to 22 carbon atoms, too May contain double bonds. Furthermore come as guest molecules linear, branched or cyclic α, ω-dicarboxylic acids and / or α, ω-diamines with 6 to 22 carbon atoms in question.

Unter einer polymeren Einschlußverbindung wird hier ein Mischpolymer verstanden aus einem Polymer, das eine Kanalstruktur ausbildet (Wirtsmolekül) und einem Polymer, das sich in den Hohlräumen der Kanalstruktur befindet (Gastmolekül).Under a polymeric inclusion compound here becomes a copolymer understood from a polymer that forms a channel structure (host molecule) and a polymer located in the cavities of the channel structure (Guest molecule).

Das Verfahren ermöglicht, daß die Verbindung des Gastmoleküls mit dem Wirtsmolekül ohne Domänenbildung gelingt und gleichzeitig eine vorangehende Copolymersynthese vermieden wird.The method enables the guest molecule to bond to the Host molecule succeeds without domain formation and at the same time a preceding one Copolymer synthesis is avoided.

Erfindungswesentlich ist, daß die Gastmoleküle in monomerer Form mit dem Wirtsmolekül zusammengebracht werden. Die Polymerisation der Gastmoleküle erfolgt erst, wenn sich diese bereits innerhalb der Kanalstrukturen der Wirtsmoleküle befinden. Beispielsweise können α,ω-Aminocarbonsäuren in der Kanalstruktur zu eingeschlossenen Polyamiden polymerisiert werden. Es war überraschend, daß die Cyclodextrinringe eine ausreichende thermische Stabilität für die Polykondensation aufweisen, und daß die Polykondensation unter Erhalt der Kanalstruktur erfolgt.It is essential to the invention that the guest molecules in monomeric form with the Host molecule are brought together. Polymerization of the guest molecules only takes place if this is already within the channel structures of the Host molecules. For example, α, ω-aminocarboxylic acids in the Channel structure to be polymerized to include polyamides. It was Surprisingly, the cyclodextrin rings have sufficient thermal stability for the polycondensation, and that the polycondensation while maintaining the channel structure.

Das neue Verfahren zur Herstellung von polymeren Einschlußverbindungen zeichnet sich aus durch große Einfachheit, hohe Belegungsgrade der Polymerkette und gute Löslichkeit der Produkte. Unter Belegungsgrad wird das zahlenmäßige Verhältnis der Monomerbausteine der Wirtmoleküle zu den Monomerbausteinen des Gastmoleküls verstanden. Der Belegungsgrad der erfindungsgemäßen polymeren Einschlußverbindungen beträgt bevorzugt zwischen 1 und 4. Die Polymerkette wird durch eine Polykondensation von inkludierten Monomerbausteinen im Kristallverband des Wirtmoleküls synthetisiert (s. Fig. 1). Als Gastmoleküle und somit gewissermaßen als polymeres Rückrad dienen in erster Linie Polyamide und insbesondere Polyamid-11, das aus dem Öl der Ricinuspflanze [M.Genas, Angew. Chem., 74,(1962), 535] hergestellt werden kann. Polyamide wie Nylon-6 (Poly- (caprolactam)), Nylon-6,6 (Poly-(hexamethylen-adipinsäurediamid)) oder Nylon- 11 (Poly-(undecansäureamid)) haben wegen ihrer hohen Formbeständigkeit und ihres hohen Schmelzpunktes große praktische Bedeutung erlangt. Auf Grund starker intermolekularer Wasserstoffbrücken sind diese Polymere jedoch in den meisten Lösungsmitteln bis auf konzentrierte Schwefelsäure und Trifluoressigsäure unlöslich, wodurch ihre Verarbeitung stark erschwert wird. Polyamide werden technisch entweder durch ringöffnende Polymerisation des entsprechenden Lactams oder durch Polykondensation des Salzes aus Amin- und Säurekomponente (A-H-Salz) bei hoher Temperatur in Substanz erzeugt. Erfindungsgemäß können durch Polykondensation von unlöslichen AH-Salzen in Gegenwart von Cyclodextrinen oder Stärke wasserlösliche polymere Einschlußverbindungen hergestellt werden.The new process for the production of polymeric inclusion compounds is characterized by great simplicity, high occupancy of the polymer chain and good solubility of the products. The degree of occupancy is understood to mean the numerical ratio of the monomer building blocks of the host molecule to the monomer building blocks of the guest molecule. The degree of coverage of the polymeric inclusion compounds according to the invention is preferably between 1 and 4. The polymer chain is synthesized by polycondensation of included monomer units in the crystal structure of the host molecule (see FIG. 1). Polyamides, and especially polyamide-11, which are derived from the oil of the castor bean plant [M.Genas, Angew. Chem., 74, (1962), 535]. Polyamides such as nylon-6 (poly- (caprolactam)), nylon-6,6 (poly- (hexamethylene-adipic acid diamide)) or nylon-11 (poly- (undecanoic acid amide)) have great practical importance because of their high dimensional stability and their high melting point acquired. However, due to strong intermolecular hydrogen bonds, these polymers are insoluble in most solvents apart from concentrated sulfuric acid and trifluoroacetic acid, which makes their processing very difficult. Polyamides are produced industrially either by ring-opening polymerization of the corresponding lactam or by polycondensation of the salt from amine and acid components (AH salt) at high temperature in bulk. According to the invention, water-soluble polymeric inclusion compounds can be prepared by polycondensation of insoluble AH salts in the presence of cyclodextrins or starch.

Das Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Einschlußverbindungen funktioniert, allgemein dargestellt, folgendermaßen. Das Wirtsmolekül wird zusammen mit dem monomeren Gastmolekül in Wasser gelöst und auf 70°C bis 100°C, bevorzugt auf 80°C bis 95°C, erhitzt. Anschließend wird schnell abgekühlt, das heißt, innerhalb von etwa 10 bis 30 Minuten auf eine Temperatur von etwa 0°C bis 20°C, bevorzugt 2°C bis 8°C. Das Produkt kann auch durch Fällung erhalten werden. Der Niederschlag wird abfiltriert und getrocknet. Man erhält ein helles Pulver. Dieses wird im Vakuum (< 1000 Pa, bevorzugt < 100 Pa) für 1 bis 10 Stunden, bevorzugt 3 bis 5 h einer Temperatur von 150°C bis 250°C, bevorzugt 200°C bis 240°C, ausgesetzt, wobei die Gastmoleküle polymerisieren. The process for the preparation of inclusion compounds according to the invention generally works as follows. The host molecule will dissolved in water together with the monomeric guest molecule and at 70 ° C to 100 ° C, preferably to 80 ° C to 95 ° C, heated. Then quickly cooled, that is, to a temperature within about 10 to 30 minutes from about 0 ° C to 20 ° C, preferably 2 ° C to 8 ° C. The product can also by Precipitation can be obtained. The precipitate is filtered off and dried. Man receives a light powder. This is in a vacuum (<1000 Pa, preferably <100 Pa) for 1 to 10 hours, preferably 3 to 5 h at a temperature of 150 ° C to 250 ° C, preferably 200 ° C to 240 ° C, exposed, the guest molecules polymerize.  

Zur Herstellung von erfindungsgemäßen Einschlußverbindungen werden bevorzugt α,ω-Aminocarbonsäuren, insbesondere Aminoundecansäure, im folgenden mit 2a abgekürzt, als Gastmolekül verwendet. Diese werden mit der nativen oder chemisch veränderten Amylose, die als Wirtsmolekül dient, beispielsweise mit α-Cyclodextrin (1a) in wäßriger Lösung erwärmt und schnell abgekühlt.To produce inclusion compounds according to the invention, α, ω-aminocarboxylic acids, in particular aminoundecanoic acid, hereinafter abbreviated to 2 a, are preferably used as the guest molecule. These are heated with the native or chemically modified amylose, which serves as the host molecule, for example with α-cyclodextrin ( 1 a) in aqueous solution and cooled rapidly.

Für Gastmoleküle mit mehr als 6 Methylengruppen kristallisiert die Einschlußverbindung in 65% Ausbeute aus. Technisch bedeutsam ist hierbei, daß die Mutterlauge im Kreis geführt werden kann, wodurch man 100% Prozeßausbeute erzielt. Je nach Molverhältnis von Cyclodextrin und Aminosäure wird ein Gastmolekül in ein oder zwei Cyclodextrinmoleküle eingebaut. Auch 4-(Aminomethyl)benzoesäure (5) bildet mit -Cyclodextrin eine Einschlußverbindung (s. Fig. 2). Ebenso werden aus α,ω-Diaminen und α,ω- Dicarbonsäuren und α-Cyclodextrin kristalline ternäre Einschlußverbindungen mit definierter Stöchiometrie erhalten (s. Fig. 2). Dabei werden gleiche molare Mengen an Säure und Amin eingebaut, wie es auch bei der Kristallisation von AH-Salzen ohne Cyclodextrin der Fall ist. Auch diese ternären Einschlußverbindungen sind zur Polykondensation zu eingeschlossenen Polyamiden befähigt.For guest molecules with more than 6 methylene groups, the inclusion compound crystallizes out in 65% yield. It is technically important that the mother liquor can be circulated, so that 100% process yield is achieved. Depending on the molar ratio of cyclodextrin and amino acid, a guest molecule is built into one or two cyclodextrin molecules. 4- (Aminomethyl) benzoic acid (5) also forms an inclusion compound with cyclodextrin (see FIG. 2). Similarly, crystalline ternary inclusion compounds with defined stoichiometry are obtained from α, ω-diamines and α, ω-dicarboxylic acids and α-cyclodextrin (see FIG. 2). The same molar amounts of acid and amine are incorporated, as is the case with the crystallization of AH salts without cyclodextrin. These ternary inclusion compounds are also capable of polycondensation to include enclosed polyamides.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird Stärke, insbesondere lösliche Stärke, als Wirtsmolekül verwendet. Da Stärke ein Naturprodukt mit einer breiten Molekulargewichtsverteilung ist, kann keine exakte Belegung des Monomeren angegeben werden.In a particularly preferred embodiment, starch, in particular soluble starch, used as a host molecule. Because starch is a natural product a broad molecular weight distribution, no exact assignment of the Monomers can be specified.

Bei erfindungsgemäßen polymeren Einschlußverbindungen aus Cyclodextrin und Polyamid macht das Polyamid etwa 5-10 Mol%, bei polymeren Einschlußverbindungen aus Stärke und Polyamid macht das Polyamid zwischen 30 und 70 Mol% der Einschlußverbindung aus. In the case of polymeric inclusion compounds according to the invention made from cyclodextrin and polyamide makes the polyamide about 5-10 mol%, in the case of polymers Inclusion connections made of starch and polyamide make the polyamide between 30 and 70 mol% of the inclusion compound.  

Damit eine Festkörperpolykondensation zwischen Amino- und Säuregruppen stattfinden kann, müssen diese funktionellen Gruppen einander benachbart sein. Dies ist in einer kanalartigen Packung der Cyclodextrinringe möglich. Röntgendiffraktogramme der Einschlußverbindungen legen tatsächlich eine kanalartige Packung nahe. Die Reflexe bei 19.63° (d=4, 53 Å) stimmen mit denen der Einschlußverbindung von Dodecaethylenglykol und α-Cyclodextrin überein [A. Harada, J. Li, M. Kamachi, Macromolecules 1994, 27, 4538-4543]. Für letztere wurde eine kanalartige Struktur durch eine Röntgenstrukturanalyse bewiesen.So solid polycondensation between amino and acid groups can take place, these functional groups must be adjacent to each other. This is possible in a channel-like packing of the cyclodextrin rings. X-ray diffractograms of the inclusion compounds actually lay one channel-like packing close. The reflections at 19.63 ° (d = 4.53 Å) agree those of the inclusion compound of dodecaethylene glycol and α-cyclodextrin match [A. Harada, J. Li, M. Kamachi, Macromolecules 1994, 27, 4538-4543]. For the latter, a channel-like structure was determined by an X-ray structure analysis proven.

Das Auftreten von diskreten Reflexen bei 5,360 (d=16,47 Å), 22,330 (d=3,98 Å) und 23,390 (d=3,81 Å) deutet auch im Falle der Einschlußverbindung mit Stärke darauf hin, daß es sich dabei um eine definierte, röhrenartige Struktur handelt. Zur Durchführung der Polykondensation werden die mikrokristallinen Einschlußverbindungen bei 150-250 °C im Vakuum getempert. Die Polymerisation kann im IR-Spektrum leicht anhand des Entstehens der Amidbande bei 1732cm-1 verfolgt werden. Unabhängig davon wurde die Ausbeute an Polyamid gravimetrisch nach Verkochung des Cyclodextrins in 1%iger Salzsäure bestimmt. Durch Verwendung sperriger Undecansäureamide wie 11-Piperizylundecansäure oder 11-(2-Methyl)-Piperizylundecansäure läßt sich das abfädeln der Ringe bremsen und so die Lösedauer erhöhen. Offensichtlich setzt die Kondensation abrupt bei 200°C ein. Eine weitere Temperaturerhöhung führt zu einer starken Reaktionsbeschleunigung. Oberhalb 250°C setzt aber neben der Kondensation eine massive Zersetzung des Cyclodextrins oder der Stärke ein. Bei fast allen Einschlußverbindungen findet die Polykondensation bis zur annähernden Vollständigkeit statt. Die Polymerisation läßt sich auch im Extruder durchführen. Wenn die erfindungsgemäßen polymeren Einschlußverbindungen mit anderen Polymeren coextrudiert werden sollen, läßt sich der Aufwand hierdurch beträchtlich verringern. The occurrence of discrete reflections at 5.360 (d = 16.47 Å), 22.330 (d = 3.98 Å) and 23.390 (d = 3.81 Å) also suggests that it was in the case of the inclusion compound with strength is a defined, tubular structure. To carry out the polycondensation, the microcrystalline inclusion compounds are annealed at 150-250 ° C. in vacuo. The polymerization can easily be monitored in the IR spectrum by means of the formation of the amide band at 1732 cm -1 . Irrespective of this, the yield of polyamide was determined gravimetrically after the cyclodextrin had been boiled in 1% hydrochloric acid. By using bulky undecanoic acid amides such as 11-piperizylundecanoic acid or 11- (2-methyl) -piperizylundecanoic acid, the threading off of the rings can be slowed down and the dissolution time increased. Obviously the condensation starts abruptly at 200 ° C. A further increase in temperature leads to a strong acceleration of the reaction. Above 250 ° C, in addition to the condensation, massive cyclodextrin or starch decomposition occurs. In almost all inclusion compounds, the polycondensation takes place to almost complete. The polymerization can also be carried out in the extruder. If the polymeric inclusion compounds according to the invention are to be coextruded with other polymers, the outlay can be considerably reduced.

Die erreichten hohen Umsätze weisen auf eine alternierende Abfolge der Amino- und Säuregruppen hin, da eine Orientierungsumkehr im Kristallkanal sicher ausgeschlossen werden kann. Die Alternation muß auf starke Wechselwirkungen zwischen Amino- und Säuregruppen während der Kristallisation zurückzuführen sein. Röntgendiffraktogramme zeigen zudem, daß die kristalline Ordnung im Falle des Cyclodextrins erhalten bleibt.The high sales achieved indicate an alternating sequence of amino and Acid groups, since an orientation reversal in the crystal channel is certain can be excluded. The alternation must be strong Interactions between amino and acid groups during the Crystallization can be attributed. X-ray diffractograms also show that the crystalline order is retained in the case of cyclodextrin.

Völlig überraschend war, daß die entstehenden Polyamid-α-Cyclodextrin- Einschlußverbindungen wasserlöslich sein können. Die Wasserlöslichkeit ist steuerbar, beispielsweise über das Einwaageverhältnis. Das ¹H-NMR Spektrum von 2a·(1a)₂ (Fig. 4) zeigt die Signale von Cyclodextrin und Polyamid. Die gute Löslichkeit der polymeren Einschlußverbindung ist auf die hohe Belegung der Polymerkette mit Cyclodextrin zurückzuführen. Im Fall von Nylon-11 kann ein Belegungsgrad von 2 erreicht werden, also zwei Einheiten Cyclodextrin pro Wiederholeinheit. Bei Umsetzung von Diaminoeicosan als Gastmolekül mit Eicosandicarbonsäure als Wirtsmolekül ist ein Belegungsgrad von 4 erreichbar.It was completely surprising that the resulting polyamide-α-cyclodextrin inclusion compounds can be water-soluble. The solubility in water can be controlled, for example via the weight ratio. The ¹H-NMR spectrum of 2a · (1a) ₂ ( Fig. 4) shows the signals of cyclodextrin and polyamide. The good solubility of the polymeric inclusion compound is due to the high occupancy of the polymer chain with cyclodextrin. In the case of nylon-11, an occupancy level of 2 can be achieved, i.e. two units of cyclodextrin per repetition unit. When reacting diaminoeicosan as a guest molecule with eicosanedicarboxylic acid as a host molecule, a degree of occupancy of 4 can be achieved.

Nach einigen Stunden entsteht bei den meisten Systemen ein Niederschlag, in dem das Polyamid angereichert ist. Offensichtlich fädeln die solubilisierenden Cyclodextrine langsam ab, wodurch freie Polymerkettenenden aggregieren und zur Unlöslichkeit führen. Noch aufgefädelte Ringe können aufgrund der mangelnden Beweglichkeit nicht mehr abfädeln. Das Polymere mit den Dimethylpiperazinbausteinen (4) ist sogar unbegrenzt in Wasser löslich. Folglich hindern die Methylsubstituenten am Piperazin die Ringe am Abgleiten von der Polymerkette. Durch Mischkristallbildung aus schlanken und sperrigen Bausteinen z. B. (2a,4·(1a)₂) können im Prinzip Polymere mit Sperrgruppen erzeugt werden, bei denen die Löslichkeitsdauer einstellbar ist.After a few hours, most systems produce a precipitate in which the polyamide is enriched. Obviously, the solubilizing cyclodextrins slowly thread off, causing free polymer chain ends to aggregate and lead to insolubility. Rings that are still threaded can no longer thread due to the lack of mobility. The polymer with the dimethylpiperazine building blocks ( 4 ) is even soluble in water to an unlimited extent. Consequently, the methyl substituents on the piperazine prevent the rings from sliding off the polymer chain. Through mixed crystal formation from slim and bulky building blocks z. B. (2a, 4 · (1a) ₂) can be generated in principle polymers with blocking groups in which the solubility period is adjustable.

Die Einschlußverbindungen aus Stärke und Nylon sind für technische Anwendungen von größtem Interesse, da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Verhakung von Nylon und Stärke ohne jeglichen Hilfsstoff gelingt. Nach diesem Verfahren lassen sich stabile Polymerblends, also Mischpolymere aus mindestens zwei unterschiedlichen Bausteinen, herstellen, die nicht die durch Entmischung hervorgerufenen Nachteile aufweisen. Es kann auf die Synthese von Copolymeren verzichtet werden. Die geforderte umweltfreundliche Herstellung der Polymerblends ist ebenfalls gegeben, da nur Wasser als Lösungsmittel verwendet wird. Prinzipiell ist das Verfahren nicht nur auf die hier beschriebenen Polyamide und ihre Monomere anwendbar. Vielmehr kommen alle polymerisierbaren Gastverbindungen in Frage, bei denen die Polymerisationsreaktion so geführt werden kann, daß unerwünschte Nebenreaktionen wie der Angriff auf das Wirtgitter durch den polymerisierenden Gast vermieden werden können. So sind konjugierte lineare, oder mit kurzen Seitenketten substituierte Monomer denkbar, die im Kristallkanal des Cyclodextrins beispielsweise radikalisch polymerisiert werden können. Daneben kommen Dialdehyde oder Diketone in Frage, die mit Diaminen Poly-(Schiffsche- Basen) bilden können.The starch and nylon inclusion joints are for technical Applications of greatest interest since according to the invention  Procedure of interlocking nylon and starch without any additives succeed. Stable polymer blends, ie Produce mixed polymers from at least two different building blocks, which do not have the disadvantages caused by segregation. It can the synthesis of copolymers can be dispensed with. The required Environmentally friendly production of the polymer blends is also given, since only Water is used as a solvent. In principle, the process is not only applicable to the polyamides described here and their monomers. Much more are all polymerizable guest compounds in which the Polymerization reaction can be carried out so that undesirable Side reactions such as the attack on the host lattice by the polymerizing Guest can be avoided. So are conjugate linear, or with short ones Side chain substituted monomer conceivable in the crystal channel of Cyclodextrins can be radically polymerized, for example. Besides are dialdehydes or diketones in question, which are combined with diamines poly (Schiff Bases) can form.

Als Wirte kommen neben Stärke und Cyclodextrinen alle cyclischen oder cyclisierbaren Verbindungen in Frage, die in der Lage sind, polymerisierbare Gastverbindungen zu komplexieren und in Form von Kanalstrukturen zu kristallisieren. Auch Cellulose ist als Wirtsmolekül einsetzbar.In addition to starch and cyclodextrins, all cyclic or Cyclizable compounds in question, which are capable of polymerizable To complex guest connections and in the form of channel structures crystallize. Cellulose can also be used as a host molecule.

Die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Mischpolymere können variiert werden, beispielsweise durch Einstellen des Belegungsgrades, also des mengenmäßigen Verhältnisses von Wirts- und Gastmolekül. Weiterhin können den Einschlußverbindungen weitere Polymere zugemischt werden, wie zum Beispiel separates Wirts- und/oder Gastmolekül oder andere Polymere.The mechanical properties of those produced according to the invention Mixed polymers can be varied, for example by adjusting the Degree of occupancy, i.e. the quantitative relationship between host and Guest molecule. Furthermore, the inclusion compounds can further polymers are admixed, such as separate host and / or guest molecule or other polymers.

Aufgrund der guten und in weiten Bereichen variierbaren mechanischen Eigenschaften der Einschlußverbindungen und der diese enthaltenden Mischpolymere sind diese in vielen Bereichen anwendbar. Beispielsweise können Folien, Verpackungen oder Dämmstoffe daraus hergestellt werden, oder auch Wegwerfarikel wie Eßgeschirr oder Eßbesteck. Der Werkstoff läßt sich auch mit anderen Polymeren coextrudieren.Because of the good mechanical properties that can be varied over a wide range Properties of the inclusion compounds and those containing them  Mixed polymers, these are applicable in many areas. For example can films, packaging or insulating materials be made from it, or also disposable items such as dinnerware or cutlery. The material can be also coextrude with other polymers.

Eine weitere Anwendung, insbesondere der Cyclodextrin-Polyamid- Einschlußverbindungen, ist die Oberflächenbeschichtung von Nylonmaterialien zur Hydrophilisierung des Materials. Dabei lagern sich die Polymerketten mit ihren freien Segmenten auf dem Polymer an und die cyclodextrinbelegten Schlaufen hydrophylisieren die Oberfläche. In umgekehrter Weise können Stärke-Cellulosematerialien, wie Baumwolle oder Leinen, durch den Polyamidanteil hydrophobisiert werden. Es ist auch eine Beschichtung von Kleidungsstücken möglich, um z. B. Leinen bügelfrei zu machen.Another application, especially the cyclodextrin polyamide Inclusion compounds is the surface coating of nylon materials for hydrophilizing the material. The polymer chains are also stored their free segments on the polymer and occupied the cyclodextrin Loops hydrophilize the surface. Conversely, you can Starch cellulose materials, such as cotton or linen, through the Polyamide content are hydrophobized. It is also a coating of Garments possible to z. B. To make linen non-iron.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert. Fig. 1 zeigt beispielhaft ein Schema des Aufbaus von Einschlußverbindungen aus Cyclodextrin als Wirtsmolekül und Polyamid als Gastmolekül.The invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 4. Fig. 1 shows an example of the structure of inclusion compounds from cyclodextrin as the host molecule and polyamide as the guest molecule.

In Fig. 2 sind Daten verschiedener erfindungsgemäß hergestellter Einschlußverbindungen mit dem Wirtsmolekül α-Cyclodextrin (1a) aufgeführt. Die Abkürzungen sind in der Beschreibung definiert. Das Einwaageverhältnis ist das molare Verhältnis von Wirtsmolekül zu Gastmolekül.In FIG. 2, data are listed of various inventively produced inclusion compounds with the host molecule α-cyclodextrin (1 a). The abbreviations are defined in the description. The weight ratio is the molar ratio of host molecule to guest molecule.

Fig. 3 zeigt das NMR-Spektrum des monomeren Einschlußkomplexes aus 11- Aminoundecansäure und α-Cyclodextrin. Fig. 3 shows the NMR spectrum of the monomeric inclusion complex of 11-aminoundecanoic acid and α-cyclodextrin.

Fig. 4 zeigt das NMR-Spektrum des polymeren Einschlußkomplexes aus 11- Aminoundecansäure und α-Cyclodextrin. Fig. 4 shows the NMR spectrum of the polymeric inclusion complex of 11-aminoundecanoic acid and α-cyclodextrin.

Im folgenden wird anhand von Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert.In the following, the invention will be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments explained.

Beispiel 1example 1 Darstellung der Cyclodextrin-Einschlußverbindung am Beispiel 2a·(1a)₂Representation of the cyclodextrin inclusion compound using the example 2a · (1a) ₂

5g Aminoundecansäure (2a) und 125g α-Cyclodextrin (1a) werden in 250 ml Wasser gelöst und unter Rühren auf 80°C erwärmt. Nach kurzer Zeit wird die Lösung klar, woraufhin sie auf 5°C abgekühlt wird. Der sich bildende weiße Niederschlag wird abfiltriert und mit 400ml Wasser gewaschen. Nach Trocknen im Vakuum werden 39.8g, (65%) 2a·(1a)₂ erhalten.5 g of aminoundecanoic acid ( 2 a) and 125 g of α-cyclodextrin ( 1 a) are dissolved in 250 ml of water and heated to 80 ° C. with stirring. After a short time, the solution becomes clear, whereupon it is cooled to 5 ° C. The white precipitate that forms is filtered off and washed with 400 ml of water. After drying in vacuo 39.8g, (65%) 2a · (1a) ₂ are obtained.

Strukturnachweis: ¹H-NMR (DMSO/AcOD): 4,33(d, 12 H, J=1.73 Hz, H-1), 3,29(t, 12H, J=8,9 Hz, H-3), 3,18(m, 36 H, H-5,6), 2,92(t, 12H, J=8,86 Hz, H-4), 2,816(dd, 12H, J1-2=1,73 Hz,J2-3=8,86 Hz, H-2), 2,28(t, 1.7H, J=7.38 Hz, H-a), 2,04(AcOD)1,70(t, 1.7H, J=7,39 Hz, H-j),1,02(m, 3,7H, H-b,i), 0,775(s, 12H, H- c-h) ppm.
IR: 3408s, 2925s, 1635m, 1410w, 1362w, 1291w, 1246w, 1202w, 1162s, 1095s, 938m cm-1.
EA: ber.:C 46,43%, H 6,71%, N 0,65%, gef: C 45,52%, H 7,03%, N 1,03%.
Structure detection: 1 H-NMR (DMSO / AcOD): 4.33 (d, 12 H, J = 1.73 Hz, H-1), 3.29 (t, 12H, J = 8.9 Hz, H-3), 3.18 (m, 36 H, H-5.6), 2.92 (t, 12H, J = 8.86 Hz, H-4), 2.816 (dd, 12H, J 1-2 = 1.73 Hz, J 2-3 = 8.86 Hz, H-2), 2.28 (t, 1.7H, J = 7.38 Hz, Ha), 2.04 (AcOD) 1.70 (t, 1.7H, J = 7.39 Hz, Hj), 1.02 (m, 3.7H, Hb, i), 0.775 (s, 12H, H-ch) ppm.
IR: 3408s, 2925s, 1635m, 1410w, 1362w, 1291w, 1246w, 1202w, 1162s, 1095s, 938m cm -1 .
EA: calc.: C 46.43%, H 6.71%, N 0.65%, found: C 45.52%, H 7.03%, N 1.03%.

Beispiel 2Example 2 Darstellung der Cyclodextrin-Einschlußverbindung aus Sebacinsäure, Diaminodecan und α-CyclodextrinPreparation of the cyclodextrin inclusion compound Sebacic acid, diaminodecane and α-cyclodextrin

5g Diaminodecan, 0,58g Sebacinsäure und 16,4g α-Cyclodextrin werden in 50 ml Wasser gelöst und unter Rühren auf 80°C erwärmt. Nach kurzer Zeit wird die Lösung klar, woraufhin sie in den Kühlschrank gestellt wird. Der sich über Nacht bildende weiße Niederschlag wird abfiltriert und mit 150ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen im Vakuum werden 4.72g, (38,3%) der Einschlußverbindung erhalten. 5g diaminodecane, 0.58g sebacic acid and 16.4g α-cyclodextrin are in 50 ml of water dissolved and heated to 80 ° C with stirring. After a short time the Solution clear, then put it in the fridge. The overnight the white precipitate which forms is filtered off and washed with 150 ml of water. After drying in vacuo, 4.72g, (38.3%) of Inclusion connection received.  

Strukturnachweis: ¹H-NMR (DMSO/AcOD): 4,33(d, 12 H, J=1.73 Hz, H-1), 3,29(t, 15H, J=8,86 Hz, H-3), 3,16 (m, 45 H, H-5,6), 2,91(t, 15H, J=8,86 Hz, H- 4), 2,81 (dd, 12H, J1-2=1,73 Hz,J2-3=8,86 Hz, H-2), 2,28(t, 1.85 H, J=7.38 Hz, H-a), 2,04( AcOD)1,70(t, 1.7H, J=7,39 Hz, H-a′),1,00(m, 4,4 H, H-b,i), 0,775(s, 12 H, H-c-h) ppm.
IR: 3383s, 2923s, 1644w, 1550w, 1404w, 1361w, 1291w, 1205w, 1148s, 1038s, 938m, 756w, 610w, 570w cm-1.
Structure detection: 1 H-NMR (DMSO / AcOD): 4.33 (d, 12 H, J = 1.73 Hz, H-1), 3.29 (t, 15H, J = 8.86 Hz, H-3), 3.16 (m, 45 H, H-5.6), 2.91 (t, 15H, J = 8.86 Hz, H-4), 2.81 (dd, 12H, J 1-2 = 1 , 73 Hz, J 2-3 = 8.86 Hz, H-2), 2.28 (t, 1.85 H, J = 7.38 Hz, Ha), 2.04 (AcOD) 1.70 (t, 1.7H , J = 7.39 Hz, Ha ′), 1.00 (m, 4.4 H, Hb, i), 0.775 (s, 12 H, Hch) ppm.
IR: 3383s, 2923s, 1644w, 1550w, 1404w, 1361w, 1291w, 1205w, 1148s, 1038s, 938m, 756w, 610w, 570w cm -1 .

Beispiel 3Example 3 Darstellung der Stärke-Einschlußverbindung am Beispiel 2a-StärkeRepresentation of the starch inclusion compound using the example of 2a starch

0,3g Aminoundecansäure (2) und 3g α-Cyclodextrin (1a) werden in 40 ml Wasser gelöst und unter Rühren auf 80°C erwärmt. Nach kurzer Zeit wird die Lösung opal, woraufhin sie auf 5°C abgekühlt wird. Der sich über Nacht bildende weiße Niederschlag wird abfiltriert und mit 100ml Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen im Vakuum werden 1,42g, 2a-Stärke erhalten.0.3 g of aminoundecanoic acid ( 2 ) and 3 g of α-cyclodextrin ( 1 a) are dissolved in 40 ml of water and heated to 80 ° C. with stirring. After a short time, the solution becomes opal, after which it is cooled to 5 ° C. The white precipitate which forms overnight is filtered off and washed with 100 ml of water. After drying in vacuo, 1.42 g, 2a starch are obtained.

Strukturnachweis: ¹H-NMR (DMSO/AcOD): 4,59 (s,2,6 H, H-1), 3,20-2,90 (b, 10 H, H-3, 5, 6), 2,90-2,70 (b, 5 H, H-2, 4), 2,24 (b, 2H, H-a), 1,67 (b, 2H, H-j), 0,98 (b, 4H, H-b, i), 0,74 (b, 12H, H-c-h) ppm.
IR: 3404s, 2930s, 1644m, 1556m, 1162s, 1087s, 1064s, 949m, 860m, 704w, 574w cm-1.
Structure detection: 1 H-NMR (DMSO / AcOD): 4.59 (s, 2.6 H, H-1), 3.20-2.90 (b, 10 H, H-3, 5, 6), 2 , 90-2.70 (b, 5H, H-2, 4), 2.24 (b, 2H, Ha), 1.67 (b, 2H, Hj), 0.98 (b, 4H, Hb , i), 0.74 (b, 12H, Hch) ppm.
IR: 3404s, 2930s, 1644m, 1556m, 1162s, 1087s, 1064s, 949m, 860m, 704w, 574w cm -1 .

Beispiel 4Example 4 Darstellung der polymeren Einschlußverbindung am Beispiel p-(2a·(1a)₂)Representation of the polymeric inclusion compound using the example p- (2a · (1a) ₂)

203mg 2a·(1a)₂ werden in ein Reagenzglas gefüllt und in einem auf 210°C vorgeheizten Ofen unter Ölpumpenvakuum fünf Stunden umgesetzt. Man erhält 196mg (97,4%) p-(2a·(1a)₂). 203mg 2a · (1a) ₂ are placed in a test tube and in one at 210 ° C preheated oven under oil pump vacuum implemented for five hours. You get 196mg (97.4%) p- (2a · (1a) ₂).  

Strukturnachweis: ¹H-NMR (D2O): 5,08 (s,12 H, H-1), 4,0-3,75 (b, 52 H, H-3, 5, 6), 3,75-3,50 (b, 25,4 H, H-2, 4), 3,0 (b, 2H, H-a), 2,30-2,05 (b, 2H, H-j), 1,75- 1,6 (b, 4H, H-b, i), 1,50-1,15 (b, 12H, H-c-h) ppm.
IR: 3399s, 2925s, 2362w, 1733m, 1646m, 1410w, 1362w, 1161s, 1087s, 938m, 862w, 755w, 706w, 703w, 579m cm-1.
EA: ber.:C 46,83%, H 6,68%, N 0,66%, gef: C 45,61%, H 6,76%, N 1,13%,
Structure detection: 1 H NMR (D2O): 5.08 (s, 12 H, H-1), 4.0-3.75 (b, 52 H, H-3, 5, 6), 3.75-3 , 50 (b, 25.4H, H-2, 4), 3.0 (b, 2H, Ha), 2.30-2.05 (b, 2H, Hj), 1.75-1.6 (b, 4H, Hb, i), 1.50-1.15 (b, 12H, Hch) ppm.
IR: 3399s, 2925s, 2362w, 1733m, 1646m, 1410w, 1362w, 1161s, 1087s, 938m, 862w, 755w, 706w, 703w, 579m cm -1 .
EA: calc.: C 46.83%, H 6.68%, N 0.66%, found: C 45.61%, H 6.76%, N 1.13%,

Beispiel 5Example 5 Abbau der polymeren Einschlußverbindung am Beispiel p-(2.(1a)₂)Degradation of the polymeric inclusion compound using the example of p- (2. (1a) ₂)

1.172g p-(2a·(1a)₂) werden in 60ml 1%iger Salzsäure gelöst und über 25 Stunden bei 80°C umgesetzt. Das erhaltene Produkt wird abfiltriert und mehrfach mit Wasser und Methanol gewaschen. Man erhält 103.1mg (93.9%) Nylon-11.1.172g p- (2a · (1a) ₂) are dissolved in 60ml 1% hydrochloric acid and over 25 Hours at 80 ° C implemented. The product obtained is filtered off and washed several times with water and methanol. You get 103.1mg (93.9%) Nylon-11.

Strukturnachweis: ¹H-NMR (D2O): 2,87 (b,22 H, H-a), 1,96 (b, 2 H, H-j), 1,71- 1,66 (Verunreinigung), 1,19-1,10 (b, 4H, H-b, i), 0,82 (b, 12H, H-c-h) ppm.
IR: 3399s, 2935s, 2853m, 2359w, 1734m, 1644m, 1556m, 1157m cm-1.
Structure detection: 1 H-NMR (D2O): 2.87 (b, 22 H, Ha), 1.96 (b, 2 H, Hj), 1.71-1.66 (impurity), 1.19-1, 10 (b, 4H, Hb, i), 0.82 (b, 12H, Hch) ppm.
IR: 3399s, 2935s, 2853m, 2359w, 1734m, 1644m, 1556m, 1157m cm -1 .

Claims (17)

1. Polymere Einschlußverbindungen aus Wirtsmolekülen und Gastmolekülen, wobei die Wirtsmoleküle aus nativer oder chemisch umgewandelter Amylose und die Gastmoleküle aus Polymeren von Monomeren bestehen, die die Wirtsmoleküle in eine Kanalstruktur überführen und innerhalb dieser Kanalstruktur polymerisieren.1. polymeric inclusion compounds from host molecules and guest molecules, taking the host molecules from native or chemically converted amylose and the guest molecules consist of polymers of monomers which are the Convert host molecules into a channel structure and within it Polymerize channel structure. 2. Polymere Einschlußverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirtsmoleküle α, β- oder γ-Cyclodextrin sind.2. Polymeric inclusion compounds according to claim 1, characterized, that the host molecules are α, β- or γ-cyclodextrin. 3. Polymere Einschlußverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirtsmolekül Stärke ist.3. polymeric inclusion compounds according to claim 1, characterized, that the host molecule is starch. 4. Polymere Einschlußverbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Gastmoleküle Polyamide sind.4. Polymeric inclusion compounds according to any one of claims 1 to 3 characterized, that the guest molecules are polyamides. 5. Polymere Einschlußverbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Monomere der Gastmoleküle lineare, verzweigte oder cyclische ω- Aminocarbonsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen sind.5. Polymeric inclusion compounds according to any one of claims 1 to 3 characterized, that the monomers of the guest molecules are linear, branched or cyclic ω- Are amino carboxylic acids having 6 to 22 carbon atoms. 6. Polymere Einschlußverbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Monomere der Gastmoleküle lineare, verzweigte oder cyclischen α,ω- Dicarbonsäuren und/oder α,ω-Diamine mit je 6 bis 22 Kohlenstoffatomen sind. 6. Polymeric inclusion compounds according to any one of claims 1 to 3 characterized, that the monomers of the guest molecules are linear, branched or cyclic α, ω- Dicarboxylic acids and / or α, ω-diamines each having 6 to 22 carbon atoms.   7. Mischpolymere, enthaltend die polymeren Einschlußverbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.7. Mixed polymers containing the polymeric inclusion compounds according to one of claims 1 to 6. 8. Verfahren zur Herstellung von polymeren Einschlußverbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Wirtsmoleküle und Gastmoleküle in einem Lösungsmittel erhitzt und danach abgekühlt oder ausgefällt werden, anschließend filtriert und getrocknet werden und danach die Gastmoleküle bei Drücken unterhalb von 1000 Pa bei einer Temperatur von 150°C bis 250°C polymerisiert werden.8. Process for the preparation of polymeric inclusion compounds according to one of claims 1 to 6, characterized, that host molecules and guest molecules are heated in a solvent and then cooled or precipitated, then filtered and dried and then the guest molecules at pressures below 1000 Pa at one Temperature of 150 ° C to 250 ° C are polymerized. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Wasser ist.9. The method according to claim 8, characterized, that the solvent is water. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Wirtsmoleküle und Gastmoleküle in einem Lösungsmittel auf Temperaturen zwischen 50°C und 130°C erhitzt werden.10. The method according to one or more of claims 8 to 9, characterized, that host molecules and guest molecules in a solvent at temperatures be heated between 50 ° C and 130 ° C. 11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Wirtsmoleküle und Gastmoleküle in einem Lösungsmittel auf Temperaturen zwischen 70°C und 95°C erhitzt werden.11. The method according to one or more of claims 8 to 10, characterized, that host molecules and guest molecules in a solvent at temperatures be heated between 70 ° C and 95 ° C. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirtsmoleküle und Gastmoleküle nach dem Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 0°C und 20°C abgekühlt werden. 12. The method according to one or more of claims 8 to 11, characterized, that the host molecules and guest molecules after heating to a Temperature between 0 ° C and 20 ° C to be cooled.   13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirtsmoleküle und Gastmoleküle nach dem Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 2°C und 8°C abgekühlt werden.13. The method according to one or more of claims 8 to 12, characterized, that the host molecules and guest molecules after heating to a Temperature between 2 ° C and 8 ° C to be cooled. 14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation bei Drücken unterhalb von 100 Pa durchgeführt wird.14. The method according to one or more of claims 8 to 13, characterized, that the polymerization is carried out at pressures below 100 Pa. 15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation der Gastmoleküle bei Temperaturen zwischen 200°C und 240°C durchgeführt wird.15. The method according to one or more of claims 8 to 14, characterized, that the polymerization of the guest molecules at temperatures between 200 ° C. and 240 ° C is carried out. 16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Abkühlvorgang in weniger als 30 Minuten abgeschlossen ist.16. The method according to one or more of claims 8 to 15, characterized, that the cooling process is completed in less than 30 minutes. 17. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation während des Extrudierens erfolgt.17. The method according to claim 8, characterized, that the polymerization takes place during extrusion.
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